[发明专利]用于感应硬化系统的淬火喷嘴

说明书

公开了一种用于感应硬化系统的孔口型淬火喷嘴(1)，包括多个喷嘴孔口(2)，淬火流体能够通过所述多个喷嘴孔口(2)施加到待淬火的工件上，其中，所述喷嘴孔口(2)成行(R)且成列(S)地布置在所述淬火喷嘴(1)的表面上，其中，每个喷嘴孔口(2)形成为在每个方向上距每个直接相邻的喷嘴孔口(2)的距离(d)相等。

技术领域

本发明涉及一种根据专利方案1的前序部分的用于感应硬化系统(/感应淬火系统)(induction hardening system)的孔口型淬火喷嘴。此外，本发明涉及一种包括这种淬火喷嘴的感应进料(/供料)硬化系统(inductive feed hardening system)。

背景技术

为了使工件硬化，可以使用感应硬化系统，例如，可以通过感应硬化系统使完整的工件硬化，但例如在进料硬化系统的情况下也可以使工件的各个区域硬化。在加热到所需的硬化温度之后，必须随后对工件进行淬火。在淬火期间，通过喷嘴将淬火流体(例如，水)施加到工件。

然而，在淬火期间，喷嘴与工件之间可能形成相对稳定的蒸汽层。这也称为莱顿弗罗斯特效应(Leidenfrost effect)。在此，将淬火流体施加到工件的热的、感应加热的表面上，其中实现快速的一次蒸发，随后淬火流体在引起的蒸汽垫(vapor cushion)上浮动或滑动。因此，淬火流体不再能到达工件并且冷却工件，而是在工件的热材料上的蒸汽垫上滑动。这种效应延长了在最短可能时间内进行的工件的冷却。因此，在淬火后，在硬化材料的结构中可能出现过软的区域。由于淬火喷嘴的运动，这种效应特别地可能会在感应进料硬化系统中产生。

可以通过以较高的压力施加淬火流体来刺穿蒸汽垫，从而避免上述效应。然而，以这种方式，由于淬火流体不是均匀地分布，而是由于高压以各个射流冲击在待冷却的表面上并且又在那里弹开，因此产生非常点状的冷却区域。

此外，通过使喷嘴距离工件非常远的喷射距离，可以避免莱顿弗罗斯特效应。由于距离大，因为由于该距离淬火流体可能会任意散布，因此喷嘴的形状不起作用，并且没有形成蒸汽垫。然而，由于远的喷射距离，很难对工件的特定区域进行目标冷却。另外，淬火流体的消耗可能增加。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于感应硬化系统的淬火喷嘴，使用该淬火喷嘴可以实现改善的冷却性能。

该目的通过根据方案1的用于感应硬化系统的孔口型淬火喷嘴来实现，所述孔口型淬火喷嘴包括多个喷嘴腔。

用于感应硬化系统的孔口型淬火喷嘴包括多个喷嘴孔口，淬火流体(例如，水)能够通过所述多个喷嘴孔口施加到待淬火的工件上。在此，所述喷嘴孔口成行且成列地(/以多行和多列的方式)布置在所述淬火喷嘴的表面上。现在，为了防止在待淬火或待冷却的工件与孔口型淬火喷嘴之间形成蒸汽层，每个喷嘴孔口形成为在每个方向上距每个直接相邻的喷嘴孔口的距离相等。在此，应注意的是，在所述孔口型淬火喷嘴的至少一个第一区域中，喷嘴孔口成行且成列地布置在淬火喷嘴的表面上，其中，在该区域中，每个喷嘴孔口形成为在每个方向上距每个直接相邻的喷嘴孔口的距离相等。另外，还可以具有第二区域，例如边缘区域或过渡区域，在所述第二区域中，喷嘴孔口以不同的方式配置。

由于喷嘴孔口相对彼此的这种配置，所引起的蒸汽从待淬火的工件与孔口型淬火喷嘴之间的区域排放，或者通过淬火流体的射流从待淬火的工件与孔口型淬火喷嘴之间被推出。由于所引起的蒸汽无法像蒸汽垫那样保持在该区域中，随后淬火流体可以到达工件上并且冷却其表面。因此，与现有的喷嘴相比缩短了淬火过程，并因此改善了冷却性能。另外，由于这种配置，旧的、已经加热的淬火流体也可以较好地流出。

另外，利用喷嘴孔口的这种设计，可以在孔口型淬火喷嘴与工件之间实现短的、最小的距离，特别地，该距离为2mm至5mm。在此，可以将淬火流体非常均匀地施加到工件上。